專利名稱：一種組播光碼分組頭的收發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及，在光分組交換網(wǎng)絡(luò)中，基于光碼字標簽的光分組組播發(fā)送、接收裝置。
背景技術(shù)：
近年來隨著通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的巨大增長，光分組交換網(wǎng)絡(luò)(0PQ受到越來越多的關(guān)注。為了克服電子瓶頸，各種在光層直接進行信息路由和交換處理的技術(shù)相繼被提出來。通用多協(xié)議標簽交換(GMPLS)作為在IP over WDM網(wǎng)絡(luò)控制平面中的一項重要技術(shù)，具有基于時分，基于波分和基于光纖的分組數(shù)據(jù)交換方式。但在光路徑的建立中，波長仍然被認為是最小的數(shù)據(jù)顆粒單位。然而在端到端的連接中，并不一定需要整個波長的帶寬資源，從而造成了低的頻譜利用率，所以GMPLS只是一個過渡技術(shù)。此外，在未來的光路由器中，GMPLS 面臨的另一個問題是降低節(jié)點處由于標簽識別引起的處理時延。近年來，光碼分多址(OCDMA)技術(shù)中的光碼字被考慮作為光分組的光標簽，在逐跳方式光分組交換網(wǎng)絡(luò)中用來攜帶路由信息?；诠獯a字的光標簽可以通過相關(guān)器完成全光標簽識別獲得路由信息，不需要經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換過程和路由表的查詢操作?？梢姽獯a字標簽識別的速度僅取決于光在器件中的傳播速度，從而降低了在節(jié)點路由處標簽處理的時延時間。光碼字標簽經(jīng)過相關(guān)器后，如果匹配，會產(chǎn)生一個高強度的自相關(guān)峰值脈沖，進而形成一個控制信號。控制信號對光交叉開關(guān)進行控制，從而完成分組數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。將光碼字作為光分組的光標簽，端到端的光路徑建立不再是以波長，而是以光碼字作為路徑的最小顆粒單位。端到端的連接不再占據(jù)整個波長的帶寬資源，這樣提高了光分組交換網(wǎng)絡(luò)中的頻率效率和傳輸效率。在基于光碼字標簽的分組交換網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點路由均需要進行標簽更新處理， 查詢路由信息，生成新的光碼字標簽，從而使得光分組在下一個節(jié)點路由處能夠被正確的接收或轉(zhuǎn)發(fā)，這增加了節(jié)點路由的復(fù)雜度。對于光碼字，在碼長較小的情況下，光碼字的數(shù)量十分有限，從而限制了網(wǎng)絡(luò)容量。雖然增加碼長可以得到更多的碼字數(shù)量，但同時也增加了編解碼器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。光碼字數(shù)量的增加也會相應(yīng)增加接收端相關(guān)器的數(shù)量，需要更高的分光比，帶來更多的功率損耗。此外，在光分組組播發(fā)送時，用一個光碼字標簽代表一個組播組。具有相同光碼字標簽的光分組將發(fā)送給一個相同組的節(jié)點路由。問題在于，當組播組發(fā)生變化時，每個節(jié)點路由的組播路由表均需要更新，從而引起光標簽生成模塊的結(jié)構(gòu)變化，這使得節(jié)點路由需要進行復(fù)雜的標簽交換和路由更新處理。

實用新型內(nèi)容本實用新型提出一種組播光碼分組頭的收發(fā)裝置。本實用新型能方便的創(chuàng)建，改變或取消組播組，并且節(jié)點路由不需要進行標簽交換和路由更新，降低了節(jié)點路由的復(fù)雜度。本實用新型采用如下技術(shù)方案[0007]—種組播光碼分組頭的收發(fā)裝置，包括組播光碼分組頭的發(fā)送裝置和接收裝置，所述的組播光碼分組頭的發(fā)送裝置包括寬帶光源、帶有a端口、b端口及c端口的波分復(fù)用器、節(jié)點光標簽編碼器、網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器、激光器、強度調(diào)制器、耦合器、光纖延時線，寬帶光源的輸出端與波分復(fù)用器的a端口相連接，波分復(fù)用器的b端口與節(jié)點光標簽編碼器連接，波分復(fù)用器的c端口與網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器連接，激光器的輸出端與強度調(diào)制器相連接，節(jié)點光標簽編碼器、網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器和強度調(diào)制器分別經(jīng)過光纖延時線接入華禹合器。所述的接收裝置包括帶有作為光分組數(shù)據(jù)入口的A端口、B端口及C端口的分光器、分組頭提取裝置、波分復(fù)用器、節(jié)點光標簽解碼器陣列、網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器、節(jié)點標簽處理器、網(wǎng)絡(luò)標簽處理器、具有η個輸出端口的光開關(guān)矩陣和光纖延時線，分光器的B端口與分組頭提取裝置相連接，分組頭提取裝置經(jīng)過波分復(fù)用器分別與節(jié)點光標簽解碼器陣列和網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器相連接，節(jié)點光標簽解碼器陣列和網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器分別通過節(jié)點標簽處理器和網(wǎng)絡(luò)標簽處理器與光開關(guān)矩陣連接，分光器的C端口通過光纖延時線與光開關(guān)矩陣相連接。在成熟的光碼字編碼方法中，二維編碼方法比一維編碼方法的容量大。因為子網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量有限，即要求的光碼字數(shù)量較少，所以網(wǎng)絡(luò)光碼字標簽通過一維時域編碼產(chǎn)生。而子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點路由的數(shù)量較多，即要求的光碼字數(shù)量較多，所以節(jié)點光碼字標簽通過二維時頻編碼產(chǎn)生。通過光纖延時線，將兩種編碼器后的網(wǎng)絡(luò)光標簽和節(jié)點光標簽耦合在一起形成完整的光碼字標簽。再將光碼字標簽添加到載荷信號前面，兩者之間有一個保護間隔，組成一個完整的光分組信號。本實用新型具有以下優(yōu)勢1、本實用新型具有良好的組播發(fā)送能力，只需要在發(fā)送端改變光分組中的光碼字標簽組成，就能夠靈活的創(chuàng)建，更改和撤銷一個組播組。當組播組發(fā)生改變時，各節(jié)點路由的路由表均不需要更新，并且不需要改變節(jié)點路由的接收結(jié)構(gòu)。2、本實用新型中光碼字標簽確定的標示了目的節(jié)點路由的網(wǎng)絡(luò)號和節(jié)點路由號。 這樣光分組信號在各節(jié)點路由中并不需要進行標簽的交換，只需要完成分組轉(zhuǎn)發(fā)功能即可。光標簽的交換和生成都在邊緣節(jié)點中進行，簡化了子網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點路由的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3在一組光碼字標簽中的節(jié)點光標簽是時域重疊組成而非串行排列組成。這樣光標簽占用的時間更少，從而使得光分組的標簽開銷更小，獲得更高的數(shù)據(jù)傳輸效率。4節(jié)點光碼字可以在不同子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部重復(fù)的使用。例如可以作為節(jié)點路由1_1 的節(jié)點光碼字，同時也可以作為節(jié)點路由N_1的節(jié)點光碼字，這樣既提高了光碼字的使用效率，又能夠降低了系統(tǒng)對于光碼字總量的要求。

圖1光分組交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2光分組信號產(chǎn)生原理圖。圖3光分組信號接收處理原理圖。圖4光分組信號結(jié)構(gòu)示意圖。圖5光碼字標簽組結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種組播光碼分組頭的收發(fā)裝置，包括組播光碼分組頭的發(fā)送裝置和接收裝置，所述的組播光碼分組頭的發(fā)送裝置包括寬帶光源1、帶有a端口、b端口及c端口的波分復(fù)用器2、節(jié)點光標簽編碼器3、網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器4、激光器5、強度調(diào)制器6、耦合器
7、光纖延時線8.1,8. 2和8. 3，寬帶光源3的輸出端與波分復(fù)用器的a端口相連接，波分復(fù)用器的b端口與節(jié)點光標簽編碼器3連接，波分復(fù)用器的c端口與網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器4連接，激光器5的輸出端與強度調(diào)制器6相連接，節(jié)點光標簽編碼器3、網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器4和強度調(diào)制器6分別經(jīng)過光纖延時線8. 1,8. 2和8. 3接入耦合器7。所述的接收裝置包括帶有作為光分組數(shù)據(jù)入口的A端口、B端口及C端口的分光器9、分組頭提取裝置10、波分復(fù)用器11、節(jié)點光標簽解碼器陣列12、網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器13、 節(jié)點標簽處理器14、網(wǎng)絡(luò)標簽處理器15、具有η個輸出端口的光開關(guān)矩陣16和光纖延時線 17,分光器9的B端口與分組頭提取裝置10相連接，分組頭提取裝置10經(jīng)過波分復(fù)用器11 分別與節(jié)點光標簽解碼器陣列12和網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器13相連接，節(jié)點光標簽解碼器陣列 12和網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器13分別通過節(jié)點標簽處理器14和網(wǎng)絡(luò)標簽處理器15與光開關(guān)矩陣16連接，分光器9的C端口通過光纖延時線17與光開關(guān)矩陣16相連接。光分組組播發(fā)送方法如下，步驟1使用強度調(diào)制器6，將載荷信號調(diào)制到激光器5發(fā)出的波長為λ s的激光上，形成載荷光信號；寬帶光源1發(fā)出的寬帶光信號通過波分復(fù)用器2后被分為λ s支路光信號和λ n支路光信號，其中λ s為載荷信號波長段，λ n為節(jié)點光標簽編碼波長段，步驟2使用網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器4對λ s支路光信號進行時域編碼，生成由所有目的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)光標簽構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)光標簽組，使用節(jié)點光標簽編碼器3對λ n支路光信號進行二維時頻編碼，生成由所有目的節(jié)點的節(jié)點光標簽構(gòu)成的節(jié)點光標簽組，步驟3分別通過第一光纖延時線8. 1、第二光纖延時線8. 2及第三光纖延時線
8.3，使網(wǎng)絡(luò)光標簽、節(jié)點光標簽及載荷光信號在時域上結(jié)合并在光耦合器7中耦合，在由網(wǎng)絡(luò)光標簽組及節(jié)點光標簽組形成光碼字標簽組的同時，形成由光碼字標簽組和載荷光信號組成的光分組信號，并進入光分組交換網(wǎng)絡(luò)傳輸，所述光碼字標簽組采用如下方法形成步驟3. 1將整個光分組交換網(wǎng)絡(luò)劃分為相互連接的N個虛擬子網(wǎng)絡(luò)，N為自然數(shù)且表示虛擬子網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，為各個虛擬子網(wǎng)絡(luò)分別配置一個不同的網(wǎng)絡(luò)光碼字a" i = 1， 2，…，N，形成網(wǎng)絡(luò)光標簽，步驟3. 2為各個虛擬子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個節(jié)點路由配置一個不同的節(jié)點光碼字β j, j =1,2,…，MN，Mn為自然數(shù)且表示第N個虛擬子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量，形成節(jié)點光標簽，步驟3. 3對網(wǎng)絡(luò)光標簽Cii和節(jié)點光標簽β」在時域上進行結(jié)合，得到光碼字標簽 (a i，β j)，步驟3. 4按組播組中節(jié)點路由的組成信息，生成組播組中所有目的節(jié)點路由的光碼字標簽組，光碼字標簽組的組成方法如下設(shè)組播組中的所有目的節(jié)點路由的光碼字標簽為(ak，β kl) , k = 1,2,…，S，kl =1,2,…，R，S為自然數(shù)且表示組播組中所有目的節(jié)點路由所包含的網(wǎng)絡(luò)光碼字個數(shù)，R
5為自然數(shù)且表示組播組中所包含的第k個虛擬子網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點光碼字個數(shù)，在第一個時隙中，在As波長段上生成網(wǎng)絡(luò)光標簽、和λη波長段上生成節(jié)點光標簽β2，…，和在第二個時隙中，在波長段上生成網(wǎng)絡(luò)光標簽％和λη波長段上生成節(jié)點光標簽β2，…，和β21，在第S個時隙中，在λ3波長段上生成網(wǎng)絡(luò)光標簽％和λη波長段上生成節(jié)點光標簽βρ ^，…，和βS1，對所有S個時隙中的網(wǎng)絡(luò)光標簽和節(jié)點光標簽依次串行排列，組成組播組中所有目的節(jié)點路由的光碼字標簽組。光分組組播接收方法如下光分組信號進入分光器9的A端口，分成兩路光分組信號，C端口輸出的光分組信號通過光纖延時線17后到達光開關(guān)矩陣16等待輸出，B端口輸出的光分組信號經(jīng)過分組頭提取裝置10將光信號中的分組頭提取出來，再通過波分解復(fù)用器11將光碼字標簽分解成網(wǎng)絡(luò)光標簽和節(jié)點光標簽，網(wǎng)絡(luò)光標簽和節(jié)點光標簽分別進入網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器13和節(jié)點光標簽解碼器陣列12進行一維時域解碼和二維時頻解碼，產(chǎn)生的解碼光信號分別送入網(wǎng)絡(luò)標簽處理器15和節(jié)點標簽處理器14，根據(jù)節(jié)點路由的路由轉(zhuǎn)發(fā)表，生成相應(yīng)的控制信號控制光開關(guān)矩陣16，使C端口輸出的光分組信號從相應(yīng)的端口輸出，從而完成光分組信號的接收處理。圖4為光分組信號結(jié)構(gòu)圖。光分組信號由載荷信號和光碼字標簽組成，其中光碼字標簽是由一維時域網(wǎng)絡(luò)光碼字和二維時頻節(jié)點光碼字兩者組成。一維時域光碼字的數(shù)量有限，但占用的波長資源也較少，用來產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)光標簽，對子網(wǎng)絡(luò)進行標識。而二維時頻光碼字的容量較大，而且可以由多個光碼字重疊組成，所以用來產(chǎn)生節(jié)點路由光標簽，用來標識子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點路由。本實用新型具有良好的組播發(fā)送能力，能夠靈活的創(chuàng)建，更改和撤銷一個組播組。案例說明光分組交換網(wǎng)絡(luò)劃分為N個虛擬子網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)如圖1。假設(shè)光分組交換網(wǎng)絡(luò)由子網(wǎng)絡(luò)1和子網(wǎng)絡(luò)2組成。子網(wǎng)絡(luò)1中包含4個節(jié)點路由，子網(wǎng)絡(luò)2中包含5個節(jié)點路由。則用網(wǎng)絡(luò)光碼字Ci1標識子網(wǎng)絡(luò)1，用網(wǎng)絡(luò)光碼字Ci2標識子網(wǎng)絡(luò)2。子網(wǎng)絡(luò)1中的4個節(jié)點路由分別用節(jié)點光碼字β2，日3和日4來節(jié)點標識，而子網(wǎng)絡(luò)2中的5個節(jié)點路由分別用節(jié)點光碼字β2，β3，β4 Ρ β 5進行節(jié)點標識。在邊緣節(jié)點處，現(xiàn)有一個光分組數(shù)據(jù)要以組播的方式發(fā)送給子網(wǎng)絡(luò)1中的1_1， 1_2和1_3三個節(jié)點路由，則光標簽產(chǎn)生模塊會在入3波長上生成網(wǎng)絡(luò)光標簽、和入口皮長上生成節(jié)點光標簽32和β3。將組合的光碼字標簽添加在光分組數(shù)據(jù)前，形成一個完整的光分組進行發(fā)送。這個光分組將被子網(wǎng)絡(luò)1中的1_1，1_2和1_3三個節(jié)點路由接收， 從而完成光分組的組播發(fā)送。如果要將另一個光分組數(shù)據(jù)要以組播的方式發(fā)送給子網(wǎng)絡(luò)2中的2_2和2_4，則只需要調(diào)整光碼字標簽產(chǎn)生模塊，生成網(wǎng)絡(luò)光標簽α 2和節(jié)點光標簽β 2和β 4，即可完成該光分組的組播發(fā)送。當要將一個數(shù)據(jù)同時發(fā)往子網(wǎng)絡(luò)1中的1_1，1_2和子網(wǎng)絡(luò)2中的2_3，2_4時，將調(diào)整光標簽產(chǎn)生模塊，先產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)光標簽h和節(jié)點光標簽β” β 2，在下一個時隙，再產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)光標簽α2和節(jié)點光標簽β3，β4。這樣使得發(fā)往兩個子網(wǎng)絡(luò)中的光標簽互不影響，且光分組信號能正確到達各個目的節(jié)點路由。
權(quán)利要求1. 一種組播光碼分組頭的收發(fā)裝置，包括組播光碼分組頭的發(fā)送裝置和接收裝置， 其特征在于，所述的組播光碼分組頭的發(fā)送裝置包括寬帶光源(1)、帶有a端口、b端口及c端口的波分復(fù)用器(2)、節(jié)點光標簽編碼器(3)、網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器(4)、激光器(5)、強度調(diào)制器 (6)、耦合器(7)、光纖延時線(8. 1、8. 2和8. 3)，寬帶光源(3)的輸出端與波分復(fù)用器的a端口相連接，波分復(fù)用器的b端口與節(jié)點光標簽編碼器(3)連接，波分復(fù)用器的c端口與網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器(4)連接，激光器(5)的輸出端與強度調(diào)制器(6)相連接，節(jié)點光標簽編碼器 (3)、網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器(4)和強度調(diào)制器(6)分別經(jīng)過光纖延時線(8. 1,8. 2和8. 3)接入耦合器(7);所述的接收裝置包括帶有作為光分組數(shù)據(jù)入口的A端口、B端口及C端口的分光器 (9)、分組頭提取裝置(10)、波分復(fù)用器(11)、節(jié)點光標簽解碼器陣列(12)、網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器(13)、節(jié)點標簽處理器(14)、網(wǎng)絡(luò)標簽處理器(15)、具有η個輸出端口的光開關(guān)矩陣 (16)和光纖延時線(17)，分光器(9)的B端口與分組頭提取裝置(10)相連接，分組頭提取裝置(10)經(jīng)過波分復(fù)用器(11)分別與節(jié)點光標簽解碼器陣列(12)和網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器 (13)相連接，節(jié)點光標簽解碼器陣列(12)和網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器(13)分別通過節(jié)點標簽處理器(14)和網(wǎng)絡(luò)標簽處理器(15)與光開關(guān)矩陣(16)連接，分光器(9)的C端口通過光纖延時線(17)與光開關(guān)矩陣(16)相連接。
專利摘要一種組播光碼分組頭的收發(fā)裝置，發(fā)送裝置包括波分復(fù)用器、節(jié)點光標簽編碼器、網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器、激光器、強度調(diào)制器、耦合器、光纖延時線，寬帶光源的輸出端與波分復(fù)用器的a端口相連，波分復(fù)用器的b端口與節(jié)點光標簽編碼器連接、c端口與網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器連接，激光器輸出端與強度調(diào)制器相連，節(jié)點光標簽編碼器、網(wǎng)絡(luò)光標簽編碼器和強度調(diào)制器分別接入耦合器。接收裝置包括分光器、分組頭提取裝置、波分復(fù)用器、節(jié)點光標簽解碼器陣列、網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器、節(jié)點標簽處理器、網(wǎng)絡(luò)標簽處理器、光開關(guān)矩陣和光纖延時線，分光器的B端口與分組頭提取裝置相連，分組頭提取裝置分別與節(jié)點光標簽解碼器陣列和網(wǎng)絡(luò)光標簽解碼器相連。
文檔編號H04Q11/00GK202121601SQ201120210538
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者周谞, 孫小菡 申請人:東南大學(xué)